Введение в специальность

Вид материала

Пояснительная записка

Содержание Физика твердого тела В.М. Колешко В.И. Курмашев Пояснительная записка Содержание дисциплины Тема 1.2. МОДЕЛЬ МЕТАЛЛОВ ЗОММЕРФЕЛЬДА Тел: идеальные кристаллы Потенциальном поле Твердых телах Тема 2.4. зонная структура конкретных твердых тел В запрещенной зоне Энергетического спектра электронов Носителей заряда Тема 4.2. КОНЦЕНТРАЦИЯ НОСИТЕЛЕЙ ЗАРЯДА В СОБСТВЕННЫХ И ПРИМЕСНЫХ ПОЛУПРОВОДНИКАХ Вырожденных полупроводниках Тема 5.2. КИНЕТИКА УСТАНОВЛЕНИЯ КВАЗИСТАЦИОНАРНЫХ СОСТОЯНИЙ Носителей заряда Тема 5.4. ДИФФУЗИОННЫЕ И ДРЕЙФОВЫЕ ТОКИ Носителей заряда в полупроводниках Одновременной реализации нескольких ... Полное содержание

Подобный материал:

• Е. В. Арляпова введение в специальность «реклама», 1668.44kb.
• А. К. Мазуров введение в специальность, 3019.75kb.
• Рабочая учебная программа дисциплины «введение в специальность» для специальности, 107.59kb.
• Анализ и планирование трудовых показателей Аудит и контроллинг персонала Введение, 12.45kb.
• Рабочая программа дисциплины Введение в специальность специальность 032001 Документоведение, 55.23kb.
• Учебно-методический комплекс дисциплины Введение в литературоведение Специальность, 711.32kb.
• Учебно методический комплекс по дисциплине «Введение в специальность» Специальность, 2682.27kb.
• Курс Комплексный экзамен по циклам опд, сд и дисциплинам специализации: «Введение, 469.08kb.
• В г. Орске Специальность: 021100 «Юриспруденция» Дисциплина: Уголовное право Курсовая, 432.15kb.
• Введение в специальность, 1423.7kb.

Утверждена

УМО вузов Республики Беларусь

по образованию в области информатики

и радиоэлектроники

« 03 » июня 2003 г.

Регистрационный № ТД-41-026/тип.


ФИЗИКА ТВЕРДОГО ТЕЛА


Учебная программа для высших учебных заведений

по специальностям І-41 01 02 Микро- и наноэлектронные

технологии и системы, І-41 01 03 Квантовые информационные системы


Согласована с Учебно-методическим управлением БГУИР

« 28 » мая 2003 г.


Составитель:

В.А. Петрович, доцент кафедры микроэлектроники Учреждения образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники», кандидат технических наук


Рецензенты:

Ф.П. Коршунов, заведующий лабораторией радиационных воздействий Института физики твердого тела и полупроводников Национальной академии наук Беларуси, член-корреспондент Национальной академии наук Беларуси, профессор, доктор технических наук;

В.М. Колешко, заведующий кафедрой «Интеллектуальные системы» Учреждения образования «Белорусская государственная политехническая академия», профессор, доктор технических наук;

В.И. Курмашев, профессор Инженерного центра «Плазматэг» Национальной академии наук Беларуси, доктор технических наук


Рекомендована к утверждению в качестве типовой:

кафедрой микроэлектроники Учреждения образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники» (протоколы № 6 от 13.01.2003 г., №7 от 04.03.2002 г.);

Научно-методическим советом по направлениям І-36 Оборудование и І-41 Компоненты оборудования УМО вузов Республики Беларусь по образованию в области информатики и радиоэлектроники (протоколы № 3 от 28.02.2003 г., №1 от 25.10.2002 г.)


Разработана на основании Образовательного стандарта РД РБ 02100.5.030-98.


Ответственный за редакцию: Т.Н. Крюкова

Ответственный за выпуск: Ц.С. Шикова


ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА


Программа «Физика твердого тела» (ФТТ) разработана в соответствии с Образовательным стандартом РД РБ 02100.5.030-98 для специальностей І-41 01 02 Микро- и наноэлектронные технологии и системы, І-41 01 03 Квантовые информационные системы высших учебных заведений.

Целью преподавания ФТТ является передача студентам глубоких и всесторонних знаний по физическим свойствам используемых в микроэлектронике твердых тел: металлов, полупроводников и диэлектриков, методам управления электрофизическими свойствами этих тел, методам контроля их параметров.

Преподавание дисциплины ФТТ базируется на материале общенаучных дисциплин «Физика», «Физическая химия», «Квантовая механика и статистическая физика». ФТТ представляет собой, с одной стороны, базу для дисциплин специального цикла, и, с другой стороны, – базу для дисциплин специализаций.

В результате изучения дисциплины «Физика твердого тела» студенты должны:

знать:

- основные свойства и методы испытания полупроводников, диэлектриков и металлов;

- основные положения современной кристаллофизики и методы исследования поверхностных и объемных свойств идеальных и реальных кристаллических и аморфных твердых тел;

уметь:

- использовать теоретические знания и стандартные обозначения физических величин при расчетах физических процессов и применять их при анализе явлений в твердых телах в различных условиях;

- качественно и количественно анализировать основные физические процессы, реализуемые на границах раздела различных твердых тел с окружающей средой.

Программа рассчитана на 105 часов лекционного материала (70 часов – для специальности 1-41 01 02), 35 часов лабораторных и 35 часов практических занятий. Кроме этого, предусмотрено выполнение курсовой работы (для специальности 1-41 01 02), в которой студентам предлагается самостоятельно и углубленно проанализировать один из вопросов «Физики твердого тела».


СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ


Раздел 1. ВВЕДЕНИЕ . ЭЛЕКТРОННАЯ ТЕОРИЯ

ПРОВОДИМОСТИ ТВЕРДЫХ ТЕЛ


Тема 1.1. ВВЕДЕНИЕ В ПРЕДМЕТ

Распределение Максвелла-Больцмана; электронные плотности; статическая электропроводность металлов; время релаксации; обобщенное уравнение движения электронов в металлах в модели Друде; эффект Холла и магнетосопротивление; циклонная частота; высокочастотная электропровод-ность металлов; теплопроводность металлов.


Тема 1.2. МОДЕЛЬ МЕТАЛЛОВ ЗОММЕРФЕЛЬДА

Распределение Ферми-Дирака; периодические условия Борна-Кармана; волновой вектор, импульс и энергия Ферми; поверхность Ферми; свойства электронного газа в основном состоянии; термодинамические свойства электронного газа.


Раздел 2. ЗОННАЯ ТЕОРИЯ ТВЕРДЫХ ТЕЛ


Тема 2.1. ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О СТРОЕНИИ ТВЕРДЫХ

ТЕЛ: ИДЕАЛЬНЫЕ КРИСТАЛЛЫ

Положение элементов, обладающих полупроводниковыми свойствами, в периодической таблице элементов; неорганические и органические полупроводниковые соединения. Кристаллы, их симметрия. Решетка Бравэ; обратная решетка; индексы Миллера.


Тема 2.2. ЭЛЕКТРОНЫ В ПЕРИОДИЧЕСКОМ

ПОТЕНЦИАЛЬНОМ ПОЛЕ

Свободный электрон. Скорость, импульс, волновой вектор, длина волны и энергия электрона. Выражения, определяющие групповую скорость и массу электрона.

Движение электрона в кристалле. Волновые функции Блоха. Зоны Бриллюэна для различных кристаллов. Модельные представления периодического потенциального поля для расчета энергетического спектра и характеристик движения электрона в кристалле.


Тема 2.3. СВОЙСТВА ВАЛЕНТНЫХ ЭЛЕКТРОНОВ В

ТВЕРДЫХ ТЕЛАХ

Модель Кронига-Пенни. Энергетический спектр электронов в периодическом потенциальном поле. Физический смысл понятия эффективной массы. Эффективная масса и скорость электрона. Зависимость величины эффективной массы и групповой скорости электрона от его волнового вектора. Квазиимпульс. Изоэнергетические поверхности. Различия эффективных масс дырок и электронов. Определение эффективных масс носителей заряда методом циклонного резонанса.

Тема 2.4. зонная структура конкретных твердых тел

Металлы, полупроводники и диэлектрики в зонной теории. Зонная структура основных полупроводниковых материалов. Зависимость ширины запрещенной зоны полупроводниковых материалов от температуры и давления.


Раздел 3. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ УРОВНИ В ЗАПРЕЩЕННОЙ ЗОНЕ


Тема 3.1. СТРОЕНИЕ ТВЕРДЫХ ТЕЛ: РЕАЛЬНЫЕ КРИСТАЛЛЫ

Дефекты кристаллической решетки и их влияние на энергетический спектр электронов. Микроскопические и макроскопические дефекты. Границы зерен. Дефекты типа Френкеля и типа Шоттки. Отклонение от стехиометрического состава. Примеси.


Тема 3.2. ЛОКАЛЬНЫЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ УРОВНИ

В ЗАПРЕЩЕННОЙ ЗОНЕ

Донорные и акцепторные примеси. Образование примесной зоны. Многозарядные примесные центры. Экситоны Френкеля и Мотта. Поляроны. Поверхностные уровни Тамма.


Тема 3.3. МЕТОДЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО СПЕКТРА ЭЛЕКТРОНОВ

В ТВЕРДЫХ ТЕЛАХ

Гальваномагнитные и магнитоакустические методы; метод циклотронного резонанса; методы оптического и термического возбуждения локальных энергетических уровней.


Раздел 4. СТАТИСТИКА РАВНОВЕСНЫХ НОСИТЕЛЕЙ ЗАРЯДА


Тема 4.1. ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ РАСЧЕТА КОНЦЕНТРАЦИИ

НОСИТЕЛЕЙ ЗАРЯДА

Распределение носителей заряда по зонам в диэлектриках, полупроводниках и металлах. Плотность разрешенных состояний. Уровень Ферми.


Тема 4.2. КОНЦЕНТРАЦИЯ НОСИТЕЛЕЙ ЗАРЯДА В СОБСТВЕННЫХ И ПРИМЕСНЫХ ПОЛУПРОВОДНИКАХ

Концентрация электронов и дырок в полупроводниках и их температурные зависимости в случаях собственной и примесной электропроводности. Закон действующих масс для носителей заряда в полупроводниках. Влияние температурной зависимости ширины запрещенной зоны на концентрацию носителей заряда. Температурная зависимость положения уровня Ферми в невырожденных полупроводниках. Компенсированные полупроводники.


Тема 4.3. КОНЦЕНТРАЦИЯ НОСИТЕЛЕЙ ЗАРЯДА В

ВЫРОЖДЕННЫХ ПОЛУПРОВОДНИКАХ

Вырожденные полупроводники. Низко- и высокотемпературное вырождение. Концентрация электронов и дырок в сильновырожденных полупроводниках. Концентрации электронов и дырок в слабовырожденных полупроводниках.


Раздел 5. НЕРАВНОВЕСНЫЕ ПРОЦЕССЫ В ПОЛУПРОВОДНИКАХ


Тема 5.1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА НЕРАВНОВЕСНЫХ ПРОЦЕССОВ

Характеристики неравновесного состояния электронов и дырок в полупроводниках. Квазиуровни Ферми. Функция распределения неравновесных носителей заряда.


Тема 5.2. КИНЕТИКА УСТАНОВЛЕНИЯ КВАЗИСТАЦИОНАРНЫХ СОСТОЯНИЙ

Сечение рекомбинации. Уравнение непрерывности. Время жизни не- равновесных носителей заряда. Линейная и квадратичная рекомбинации. Максвелловское время релаксации.


Тема 5.3. МеханизмЫ РЕКОМБИНАЦИИ ИЗБЫТОЧНЫХ

НОСИТЕЛЕЙ ЗАРЯДА

Межзонная рекомбинация. Время жизни носителей заряда при излучательной рекомбинации. Безызлучательная рекомбинация.

Рекомбинация через рекомбинационные уровни. Модель Холла –Шокли - Рида. Методы управления временем жизни носителей заряда и его зависимость от положения уровня Ферми. Температурная зависимость времени жизни при рекомбинации через локальные уровни. Определение энергетического положения рекомбинационных уровней. Методы контролируемого введения рекомбинационных уровней в микроэлектронике.


Тема 5.4. ДИФФУЗИОННЫЕ И ДРЕЙФОВЫЕ ТОКИ

Диффузионные и дрейфовые токи в полупроводниках. Соотношение Эйнштейна. Диффузия и дрейф избыточных носителей в полупроводниках. Диффузионная длина. Длина экранирования Дебая.


Раздел 6. МЕХАНИЗМЫ РАССЕЯНИЯ И ПОДВИЖНОСТЬ

НОСИТЕЛЕЙ ЗАРЯДА В ПОЛУПРОВОДНИКАХ


Тема 6.1. ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ О МЕХАНИЗМАХ РАССЕЯНИЯ

И ПОДВИЖНОСТИ НОСИТЕЛЕЙ ЗАРЯДА

Движение электрона в кристалле в отсутствие рассеяния. Энергетический спектр полупроводника, помещенного в электрическое поле. Движение электронов и дырок в случае рассеяния. Среднее время и средняя длина свободного пробега и подвижности носителей заряда.


Тема 6.2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЕЛИЧИНЫ ПОДВИЖНОСТИ ПРИ

ОДНОВРЕМЕННОЙ РЕАЛИЗАЦИИ НЕСКОЛЬКИХ

МЕХАНИЗМОВ РАССЕЯНИЯ

Механизмы рассеяния носителей заряда в полупроводниках. Рассеяние электронов на ионизованных примесях. Тепловые колебания кристаллической решетки. Энергетический спектр колебания решетки. Рассеяние носителей заряда на колебаниях решетки. Междолинное рассеяние. Рассеяние электронов на свободных носителях заряда, неионизованных примесях и дислокациях.

Температурная зависимость подвижности в случае одновременного действия нескольких механизмов рассеяния.


Тема 6.3. ПРОВОДИМОСТЬ ПОЛУПРОВОДНИКОВ

Влияние сильных электрических полей на подвижность носителей заряда. Эффект Ганна. Проводимость полупроводников. Зависимость проводимости от концентрации примесей и температуры.


Раздел 7. ФИЗИКА ДИЭЛЕКТРИКОВ


Тема 7.1. МГНОВЕННЫЕ И РЕЛАКСАЦИОННЫЕ МЕХАНИЗМЫ ПОЛЯРИЗАЦИИ

ДИЭЛЕКТРИКОВ

Поляризованность диэлектриков. Мгновенная и релаксационная поляризации диэлектриков. Расчет диэлектрической проницаемости и температурного коэффициента диэлектрической проницаемости; частотная дисперсия.


Тема 7.2. МЕХАНИЗМЫ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ ДИЭЛЕКТРИКОВ

Электронная и ионная проводимости диэлектриков. Зависимость концентрации и подвижности носителей заряда от температуры. Прыжковая электропроводность диэлектриков. Токи, ограниченные объемным зарядом. Пробой диэлектриков.


Тема 7.3. ОБЩАЯ ТЕОРИЯ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОТЕРЬ

Макроскопическое описание диэлектрических потерь. Комплексная диэлектрическая проницаемость. Тангенс угла диэлектрических потерь. Ток смещения. Активная составляющая тока смещения и определяемая ею мощность диэлектрических потерь.

Диэлектрические потери при релаксационной поляризации. Ионная поляризация в области резонанса; особенности спектра диэлектрической проницаемости. Область частот полного отражения. Инфракрасное поглощение.


Тема 7.4. Сегнето- И ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСТВО

Сегнетоэлектрики и пьезоэлектрики. Фазовые переходы и спонтанная поляризация. Симметрия кристаллов и пьезоэлектрические модули. Пьезоэффект в кварце. Электрострикция. Электрооптические свойства в кристаллах. Электреты.


Раздел 8. ОСНОВЫ ФИЗИКИ КОНТАКТНЫХ ЯВЛЕНИЙ


Тема 8.1. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ДИАГРАММЫ ТВЕРДЫХ ТЕЛ,

НАХОДЯЩИХСЯ В ВАКУУМЕ

Энергетические диаграммы полупроводников, металлов и диэлектриков. Работа выхода, энергия сродства, уровень Ферми. Внешняя и внутренняя работа выхода.


Тема 8.2. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ДИАГРАММЫ ТВЕРДЫХ ТЕЛ,

НАХОДЯЩИХСЯ ВНЕ ВАКУУМА: СОСТОЯНИЕ

РАВНОВЕСИЯ

Причина возникновения области пространственного заряда (ОПЗ) в приповерхностных слоях твердых тел. Оценка толщины ОПЗ. Обогащенная, обедненная и инверсная ОПЗ.

Общие принципы построения энергетических диаграмм контактирующих твердых тел. Изотипные и анизотипные контакты. Гетеропереходы. Влияние температуры на вид энергетических диаграмм контактирующих тел.


Тема 8.3. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ДИАГРАММЫ ТВЕРДЫХ ТЕЛ,

НАХОДЯЩИХСЯ ВНЕ ВАКУУМА: СОСТОЯНИЕ

НАРУШЕННОГО РАВНОВЕСИЯ

Энергетические диаграммы контактирующих тел в состоянии нарушенного термодинамического равновесия. Квазиуровни Ферми в пределах ОПЗ. Прямое и обратное включение контакта. Токи через границу раздела. Инжекция и экстракция основных и неосновных носителей заряда. Барьерная и диффузионная емкости контакта.


Раздел 9. ПЕРСПЕКТИВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ ФИЗИКИ ТВЕРДОГО ТЕЛА


Тема 9.1. АКУСТОЭЛЕКТРОННЫЕ ЯВЛЕНИЯ В ПОЛУПРОВОДНИКАХ

Упругие волны в пьезоэлектрических полупроводниках. Объемные и поверхностные волны. Взаимодействие упругих волн с носителями заряда в полупроводниках: усиление и поглощение упругих волн. Усиление поверхностных упругих волн при взаимодействии с электронами. Акусто-электрический эффект. Физические основы практического использования поверхностных акустических волн.


Тема 9.2. АМОРФНЫЕ ПОЛУПРОВОДНИКИ

Аморфные полупроводники. Электропроводность неупорядоченных структур и локализация электронных состояний.


Тема 9.3. РАЗМЕРНЫЕ ЭФФЕКТЫ В ТВЕРДЫХ ТЕЛАХ

Сверхтонкие материалы; размерные эффекты в твердых телах. Диэлектрическая проницаемость металлов. Металлооптика.


Раздел 10. ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ТВЕРДЫХ ТЕЛ


Тема 10.1. ЗОННАЯ СТРУКТУРА ТВЕРДЫХ ТЕЛ В К-ПРОСТРАНСТВЕ

Прямозонные и непрямозонные твердые тела. Прямые и непрямые оптические переходы. Внутризонное и межзонное поглощение; частотная дисперсия.


Тема 10.2. ОСНОВЫ ТЕОРИИ ФОТОПРОВОДИМОСТИ

Собственная и примесная фотопроводимость. Эффекты очувствления, суперлинейности, температурного и ИК-гашения фотопроводимости.


Раздел 11. ФИЗИКА ТОНКИХ ПЛЕНОК


Тема 11.1. ОСОБЕННОСТИ МИКРОСТРУКТУРЫ ТОНКИХ ПЛЕНОК

Методы получения тонких пленок (общие сведения). Методы контроля и изучения строения тонких пленок. Эффекты электромиграции и массопереноса.


Тема 11.2. РАЗМЕРНЫЕ ЭФФЕКТЫ В ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПЛЕНКАХ

Основные понятия. Размерные эффекты на длине остывания, на длине Дебая, на длине свободного пробега по импульсу. Размерные эффекты в многодолинных полупроводниках и квантовые размерные эффекты.


Тема 11.3. ОСОБЕННОСТИ ПОВЕДЕНИЯ ОСНОВНЫХ ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПЛЕНОК ПРИ УМЕНЬШЕНИИ ИХ ТОЛЩИНЫ

Влияние поверхностных состояний на основные электрофизические характеристики полупроводников и диэлектриков. Спектр разрешенных и запрещенных энергий в приповерхностных слоях. Электрическая прочность и механизмы электропроводности тонких диэлектрических пленок.


Раздел 12. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ТВЕРДЫХ ТЕЛ


Тема 12.1. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ


Тема 12.2. ОПТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ


Тема 12.3. МЕТОДЫ ХИМИЧЕСКОГО И МИКРОХИМИЧЕСКОГО АНАЛИЗА


Тема 12.4. МЕТОДЫ, ИСПОЛЬЗУЮЩИЕ ПОТОКИ ВЫСОКОЭНЕРГЕТИЧНЫХ (ЭЛЕКТРОННЫХ, ИОННЫХ, ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ) ЧАСТИЦ


РАЗДЕЛ 13. ТЕОРИЯ МАГНЕТИЗМА


Тема 13.1. КРИСТАЛЛИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА И МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА

ТВЕРДЫХ ТЕЛ

Энергия магнитного дипольного взаимодействия. Взаимодействие электронов и магнитная структура. Теория Кондо. Магнитное упорядочение.


Тема 13.2. ОСНОВЫ ТЕОРИИ ФЕРРОМАГНЕТИЗМА

Ферромагнетизм. Доменная структура. Физика полосковых и цилиндрических магнитных доменов.


Раздел 14. РАДИАЦИОННАЯ ФИЗИКА ТВЕРДЫХ ТЕЛ


Тема 14.1. МЕХАНИЗМЫ ОБРАЗОВАНИЯ ПЕРВИЧНЫХ

РАДИАЦИОННЫХ ПОВРЕЖДЕНИЙ ТВЕРДЫХ ТЕЛ

Взаимодействие электронных, нейтронных, протонных, ионных и γ-потоков с твердыми телами; механизмы образования первичных радиационных дефектов.


Тема 14.2. МЕХАНИЗМЫ ОБРАЗОВАНИЯ И ПРИРОДА ВТОРИЧНЫХ РАДИАЦИОННЫХ ДЕФЕКТОВ

Подвижность и температурная устойчивость первичных и вторичных радиационных дефектов. Радиационное повреждение зонной структуры твердых тел.


Тема 14.3. РАДИАЦИОННАЯ ДЕГРАДАЦИЯ ОСНОВНЫХ СВОЙСТВ ПОЛУПРОВОДНИКОВ И ДИЭЛЕКТРИКОВ

Радиационная деградация времени жизни носителей заряда, их концентрации и подвижности в полупроводниках; инверсия типа проводимости полупроводников. Накопление объемного заряда в диэлектриках под действием радиационных облучений.


ПЕРЕЧЕНЬ ТЕМ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ (34 ЧАСА)

1. Изучение свойств металлов методами статической электропроводности.
   
2. Изучение релаксационных механизмов поляризации диэлектриков.
   
3. Изучение прямого и обратного пьезоэффекта.
   
4. Изучение физических свойств полупроводников и диэлектриков в слабых электрических полях методом электрических контактных измерений.
   
5. Определение ширины запрещенной зоны полупроводников методом измерения дифференциального сопротивления контакта «полупроводник - полупроводник», методом измерения обратного тока контакта «металл - полупроводник».
   
6. Изучение высокотемпературной сверхпроводимости.
   
7. Изучение температурной зависимости подвижности носителей заряда при рассеянии на ионизованных примесях.
   
8. Изучение глубоких уровней в кремнии методом температурной зависимости эффекта Холла.
   
9. Изучение зонной структуры полупроводников методом оптической спектроскопии.
   
10. Изучение эффекта поля в полупроводниках методом С-У-характеристик.
    

11. Изучение диффузионной и дрейфовой скорости движения носителей заряда в полупроводниках.
    
12. Изучение типа проводимости твердых тел методом термозондирования.
    

ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ


Для обеспечения самостоятельной работы в течение всего семестра, темы практических занятий в основном развивают те вопросы, которые уже рассматривались на лекциях. При этом характер рассматриваемых вопросов требует от студента не только регулярного изучения конспекта лекций, но и самостоятельных усилий, синтеза новых положений на базе уже накопленных, но не обобщенных в лекционном материале знаний.

Предусматриваются задание задач на дом, а также обязательная отчетность каждого студента по вопросам, изучаемым на практических занятиях.

Постоянный контроль, поэтапная сдача экзамена в течение семестра, десятибалльная система оценки знаний и система «штрафов» исключают недобросовестную работу каждого студента.


КУРСОВАЯ РАБОТА ПО ПРЕДМЕТУ ФТТ


Целью курсового проектирования является обучение навыкам самостоятельной разработки одного из вопросов теории твердого тела, включая самостоятельный поиск учебной и (или) научной литературы, а также изложения сути физических явлений в «пояснительной записке» и иллюстративном материале на плакатах. Одна из главных задач – это умение изложить изученный вопрос перед группой студентов в виде устного доклада и обсуждение доклада с участием всей группы под контролем и с помощью преподавателя.

Предусмотрена также фактическая исследовательская работа студентов в учебных и научных лабораториях кафедры микроэлектроники БГУИР под руководством преподавателя или научного сотрудника кафедры.


ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ ТЕМ КУРСОВЫХ РАБОТ

1. Пробой диэлектриков, обратимость и необратимость пробоя.
   
2. Макро- и микроскопическая теория диэлектриков; локальное поле и поле Лоренца в твердых телах.
   
3. Полная шкала электромагнитных волн. Комплексная диэлектрическая проницаемость, проводимость и магнитная проницаемость твердых тел.
   
4. Метод Коул-Коула при анализе механизмов поляризации твердых тел.
   
5. Радиационные эффекты в диэлектриках.
   
6. ИК-спектроскопический анализ твердых тел;
   
7. Пьезоэффект в кварце и титанате бария.
   
8. Комплексная проводимость металлов. Диэлектрическая проницаемость металлов.
   

9. Сопоставительный анализ моделей Друде и Зоммерфельда.
   
10. Ферми-поверхность в металлах.
    
11. Эффективная масса носителей заряда в полупроводниках: квантово-механическое обоснование.
    
12. Эффект Холла в металлах и полупроводниках.
    
13. Примесное поглощение света в полупроводниках.
    
14. Емкостная спектроскопия полупроводников.
    
15. Фотопроводимость полупроводников.
    
16. Эффекты очувствления и суперлинейности, инфракрасного и температурного гашения проводимости диэлектриков и полупроводников.
    
17. Отрицательный фотоэффект в полупроводниках, тушение проводимости полупроводников.
    
18. Эффект Ганна в полупроводниках.
    
19. Экситоны в полупроводниках.
    
20. Поляронные состояния в полупроводниках и диэлектриках.
    
21. Диэлектрическая проницаемость анизотропных диэлектриков.
    
22. Анализ релаксационных механизмов поляризации методом Коул-Коула.
    
23. Методы экспериментального анализа свойств поверхности твердых тел.
    
24. Эллипсометрический метод анализа свойств поверхности твердых тел.
    
25. Электрические методы анализа свойств твердых тел.
    
26. Радиационные эффекты в полупроводниках.
    
27. Радиационные эффекты в двуокиси кремния и алюминия.
    
28. Инфракрасная спектрометрия твердых тел.
    
29. Радиационная деградация основных электрофизических параметров полупроводников: времени жизни, подвижности, удельного сопротивления.
    
30. Общефизические явления на границах раздела двух полупроводников. Специфические свойства гетеропереходов.
    
31. Контакт «металл-полупроводник». Барьеры Мотта и Шоттки.
    
32. Собственное поглощение света в полупроводниках и диэлектриках, форма края собственного поглощения и определение ширины запрещенной зоны.
    
33. Релаксационная поляризация диэлектриков; релаксационная диэлектрическая проницаемость (расчет); проводимость диэлектриков, содержащих релаксационные механизмы поляризации.
    
34. Модели и теоретическое описание свойств аморфных полупроводников.
    
35. Низкочастотные и высокочастотные вольт-фарадные характеристики полупроводников.
    
36. Явления электромиграции в тонких пленках.
    
37. Электроны и дырки в металлах.
    
38. Экспериментальное исследование релаксационных механизмов поляризации в органических диэлектриках.
    

ЛИТЕРАТУРА

1. Ашкрофт Б.Н., Мермин Н. Физика твердого тела. – Ч. 1,2. - М.: Мир, 1979.
   
2. Павлов П.В., Хохлов А.Ф. Физика твердого тела. – М.: Высшая школа, 1985.
   
3. Уэрт Ч., Томсон Р. Физика твердого тела. – М.: Мир, 1969.
   
4. Шалимова К.В. Физика полупроводников. – М.: Энергоатомиздат, 1985.
   
5. Бонч-Бруевич В.Л., Калашников С.Г. Физика полупроводников. – М.: Наука, 1977.
   
6. Горбачев В.В., Спицина Л.Г. Физика полупроводников и металлов. - М.: Металлургия, 1982.
   
7. Киреев П.С. Физика полупроводников. – М.: Высшая школа, 1975.
   
8. Смит Р.А. Полупроводники. – М.: Мир, 1982.
   
9. Фистуль В.И. Введение в физику полупроводников. – М.: Высшая школа, 1984.
   
10. Киттель Ч. Введение в физику твердого тела . – М.: Наука, 1978.
    
11. Слэтэр Дж. Диэлектрики, полупроводники, металлы. – М.: Мир, 1969.
    
12. Тареев Б.М. Физика диэлектрических материалов. – М.: Энергоиздат, 1982.
    
13. Хиппель А. Диэлектрики и волны. – М.: Иностр. литература, 1960.
    
14. Павлов П.В., Хохлов А.Ф. Физика твердого тела. – Нижний Новгород: НГУ, 1993.
    
15. Петрович В.А. Методические указания к лабораторным работам по курсу «Физика твердого тела» для студентов специальности «Автоматика и электроника». Ч. 1. Релаксационные механизмы поляризации диэлектриков. – Мн: МРТИ, 1988.
    
16. Петрович В.А. Методические указания и лабораторные работы по курсу «Физика твердого тела» для студентов специальности «Электронные приборы и устройства». Ч. 2. Физика полупроводников. - Мн: МРТИ, 1989.
    
17. Петрович В.А. Методические указания и лабораторная работа по курсу «Физика твердого тела» для студентов специальности «Микроэлектроника и полупроводниковые приборы». Ч. 3. Физика металлов (модель Друде). – Мн: МРТИ, 1991.
    
18. Петрович В.А. Учебно-методическое пособие к лабораторной работе «Классическая модель металлов Друде» по курсу «Физика твердого тела» для студентов специальности «Микроэлектроника и полупроводниковые приборы». Ч. IV. – Мн.: БГУИР, 1995.
    
19. Петрович В.А. Методическое пособие к лабораторным работам по курсу «Физика твердого тела» для студентов специальности «Микроэлектроника». – Мн.: БГУИР, 1997.
    
20. Петрович В.А. Методическое пособие к лабораторным работам по курсу «Физика твердого тела» для студентов специальности «Микроэлектроника». – Мн.: БГУИР, 2000.
    
21. Методическое пособие по курсу «Физика твердого тела» для студентов специальности «Микроэлектроника». – Мн: БГУИР, 2001.
    
22. Петрович В.А., Волчек С.А. Физика диэлектриков: Методическое пособие по курсу «Физика твердого тела» для студентов специальности «Микроэлектроника» всех форм обучения. - Мн.: БГУИР, 2003.